主题：【资料】化学分析样品制备(86讲 待续)

            化学分析样品制备（81）

第二章 萃取原理和从液体中萃取半挥发性有机物（55）

2．41  SPE 中的吸着剂（续）

限进介质SPE小柱（3）

二、      限进介质固相萃取剂的种类（2）

2-1  内表面反相填料（2）

      第二类内表面反相填料出现于上世纪 90年代初 ,主要由 Boos等提出的烷基二醇硅胶填料(Alkyl-diol-silica, ADS)。该类填料的外表面一般键合有高度亲水的甘油酰丙基即二醇基 ,而其内孔表面则键合有 C8、 C18、 C4或苯基等基团。填料的内孔的孔径 6 nm,该孔径可保证在用该填料萃取血清或血浆中的小分子物质时该材料可对分子量大于 15000的蛋白质等大分子基体产生体积排阻作用。目前 ,此类内表面反相填料应用最广。

      第三类内表面反相填料是离子交换二醇硅胶填料 ( exchange diol silica, XDS)。该类填料与烷基二醇硅胶填料 (ADS)很相象 ,其差别仅仅在于离子交换二醇硅胶填料的硅胶内表面的键合修饰基团是带有磺酸基的短链烷基阳离子交换基团，或带有二乙胺乙基的短链烷基阴离子交换基团。前者对水溶性极性碱性药物有良好的萃取性能 ,而后者对水溶性极性酸性药物有良好的萃取性能 ,具有良好的发展前景。

2-2  半渗透表面填料 ( semipermeable surface, SPS)

      半渗透表面填料由反相键合硅胶内核和共价结合在其表面的亲水性聚合物薄层构成 ,其内核反相硅胶材料所带的基团通常可以是 C8、C18、苯基、氰代烷基、胺丙基和甘油酰丙基等 ,而其外表面的亲水性聚合物则一般是聚乙二醇。外表面的聚乙二醇亲水性链状结构构成了相似于网状或多孔状的半透膜结构 ,而其内核则仍为一般反相填料的性质。当用半渗透表面填料萃取生物或环境样品中的小分子分析物时 ,这些小分子分析物可透过聚合物薄层进入内核 ,与反相填料作用而被萃取;样品基体中的蛋白质、 核酸及其腐植酸等大分子物质则由于聚乙二醇聚合物薄层的体积排阻作用而不能进入萃取材料的内层。与内表面反相填料相比 ,半渗透表面填料具有以下优点:

(1)其反相材料内核的选择灵活多样 ,几乎任何填料均可 ,因此用半渗透表面填料可萃取的分析物既可是疏水性的 ,也可是亲水性的;

(2)该萃取材料具有较大的萃取容量 ,其萃取容量一般比内表面反相填料大一倍 ,也大于其他限进介质固相萃取剂;

(3)半渗透表面填料的亲水性外层的半渗透性能可以通过聚乙二醇聚合物外层的厚度密度进行控制。目前半渗透表面填料限进介质固相萃取剂主要应用在生物体液中小分子物质的萃取测定中。

（资料来源：蔡亚岐，牟世芬，分析化学，，2005，33（11）：647～1652

化学分析样品制备（82）

第二章 萃取原理和从液体中萃取半挥发性有机物（56）

2．41  SPE 中的吸着剂（续）

限进介质SPE小柱（4）

二、    限进介质固相萃取剂的种类（3）

2-3 屏蔽憎水相填料 ( shielded hyｄｒｏｐhobic phase, SHP)

    屏蔽憎水相填料限进介质固相萃取剂是由 Gisch等首先研制的 ,将镶嵌有疏水性的苯基基团的氧化聚乙烯亲水性链状聚合物结合到硅胶基质上 ,无论是在硅胶外表面还是内孔表面均有这样的聚合物。经过这种修饰 ,萃取材料表面的主体结构是亲水性的氧化聚乙烯网状结构 ,但在这主体的亲水性网状结构当中的某些位点则是镶嵌在氧化聚乙烯链上的疏水性的苯基基团。在一般情况下 ,该疏水性位点处在亲水性的氧化聚乙烯网状结构的屏蔽之中。当用该材料萃取生物和环境样品中的小分子分析物时 ,小分子分析物可在该网状结构中自由的扩散 ,它们可接触到疏水性的苯基基团 ,因此可以被保留萃取;但蛋白质、 核酸等大分子物质则不能接触到受亲水性的氧化聚乙烯网状结构屏蔽的疏水性苯基基团 ,因而不会与其发生作用而被保留。这类材料具有较好的萃取容量和较长的柱寿命 ,其萃取柱经过近
1000次注射,过大约 16 mL样品溶液后 ,其分析表现仍然没有明显的降低。这类材料目前已经在生物样品中的有关药物测定中获得应用 ,如有研究者将屏蔽憎水相填料限进介质固相萃取与反相液相色谱联用 ,萃取测定了血亲样品中的 102 羟基喜树碱。

2-4 蛋白涂覆 C18硅胶填料 ( protein- coated ODS)

    为了取得好的生物相容性 ,有人直接将牛血清白蛋白 (BSA)或兔血浆在 pH 3.0的甲醇介质条件下通过粒径 20～30μm,孔径 12 nm的 C18键合硅胶 ,这样可将这些蛋白质涂覆包裹在 C18键合硅胶表面 ,这些被甲醇变性的、 涂覆包裹在 C18键合硅胶表面的蛋白质具有非常好的生物相容性 ,这样可以极大地减轻样品中蛋白质等在该填料上的变性吸附 ,而样品中的小分子分析物则可进入填料内孔中 ,被吸附萃取在内孔表面的 C18键合硅胶上。蛋白涂覆 C18硅胶填料可在生物样品中药物分析的样品前处理中得到利用[ 22, 23 ]
。
2 -5 混合功能填料 (mixed- functional phase)

    混合功能填料限进介质固相萃取剂是由硅胶基质和其表面的修饰基团构成的;在一种混合功能填料结构中 ,至少包括亲和性和疏水性 2种修饰基团 ,这 2种性质的功能团在整个硅胶的内表面和外表面 ,都是均匀分布的;两种性质的基团的链长度是有差别的 ,一般亲水性基团的长度要远远大于疏水性或具有其他功能如离子交换功能的基团的长度。混合功能填料中的亲水性基团大多是聚乙二醇 ,疏水性基团包括丁基、 辛基、 苯基和环糊精等几种,离子交换基团的混合功能填料出现晚,值得进一步研究。混合功能填料限进介质固相萃取剂目前主要应用在生物体液中小分子物质的萃取中。

（资料来源：蔡亚岐，牟世芬，分析化学，，2005，33（11）：647～1652

化学分析样品制备（8３）

第二章 萃取原理和从液体中萃取半挥发性有机物（57）

2．41  SPE 中的吸着剂（续）

三、限进介质固相萃取实验进行的操作方式

      限进介质固相萃取主要作为液相色谱方法的前处理手段来使用 ,它可以以手动方式进行 ,也可以与液相色谱在线联用。根据操作方式的不同还可将在线方式分为直接注射法和柱切换法两种。直接注射法也称为单柱法 ,在该方法中仅仅使用一根限进介质萃取剂填充柱 ,该色谱柱被直接连接到检测器上 ,在进行样品分析时 ,可首先将生物及其环境样品在适当的流动相下直接注射到该色谱柱上 ,这时样品中的分析物可被保留萃取在该色谱柱上 ,而样品中蛋白质等大分子物质则在死体积或接近于死体积的情况下被洗脱;然后可在另一种流动相条件下将保留在色谱柱上的分析物淋洗到检测器上 ,使分析物得到检测;柱切换模式需要两个柱 ,第一个是填充限进介质固相萃取剂的样品预处理柱;第二个是分析柱 ,该分析柱可以是任意的反相柱或离子交换柱。在这种方法中 ,预处理柱与分析柱是通过一个切换阀连接起来的。当进行样品预处理时 ,切换阀处在一个特定的位置 ,在该位置达到消除基体和富集微量被测物的目的;萃取过程完成后 ,切换阀转到另一个特定位置 ,则流动相以反方向流入预处理柱 ,以反吹方式将富集于预处理柱上的分析物洗脱下来并送入分析柱 ,分析物在分析柱上得到分离检测。与单柱直接注射法相比 ,柱切换法具有更高的灵活性 ,可较自由的选择分析柱和预处理柱的组合 ,因而该方法具有高的选择性和灵敏度;该方法的富集倍数要更大一些 ,基体消除作用也要更强一些。由于这些原因 ,柱切换法的应用更加广泛。

四、限进介质固相萃取的应用

      限进介质固相萃取可对基体复杂的生物体液和环境样品进行直接萃取而不受样品中蛋白质、 核酸、腐植酸等大分子物质的干扰 ,该技术已经在生物体液的分析测定中获得较多的应用,其在环境样品分析中的应用研究也已开展。

（资料来源：蔡亚岐，牟世芬，分析化学，，2005，33（11）：647～1652

          化学分析样品制备（8４）

第二章 萃取原理和从液体中萃取半挥发性有机物（58）

2．41  SPE 中的吸着剂（续）

四、限进介质固相萃取的展望

      采用限进介质固相萃取技术可有效解决生物和环境样品基体中存在的蛋白质、 核酸、 腐植酸等大分子物质对小分子分析物测定的干扰 ,并可同时实现对小分子分析物的萃取富集。将该样品前处理技术与液相色谱在线联用 ,可实现对生物体液和环境水样等基体复杂样品的直接进样分析。该方法方便快速 ,效率高 ,灵敏度和选择性较好;限进介质固相萃取技术目前已经在生物体液中药物及其代谢物的分析中得到了较广泛的应用 ,其对环境样品的分析应用也已经起步。但限进介质固相萃取技术仍然存在某些不足 ,例如与一般固相萃取技术相比 ,萃取的富集倍数还不够大 ,测定灵敏度不够高 ,使用寿命不够长等;流动相中有机溶剂比例不能过高;硅胶基质决定了流动相的 pH值不能太高或太低;现有的限进介质固相萃取剂结构中两种基团的种类及其组合还不够多样化等。作者认为限进介质固相萃取技术应该在以下几方面继续完善。

      应该继续开展新型限进介质固相萃取剂的研究。如最近出现的内表面为磺酸基短链烷基阳离子交换基团，和二乙胺乙基的短链烷基阴离子交换基团，的新型内表面反相填料就表现出了对水溶性大的强极性碱性和酸性药物的良好萃取性能 ,这是一般的限进介质固相萃取剂无法比拟的。Haginaka等应用多步膨胀法和热聚合法制得了限进介质 2 分子印迹固相萃取聚合物; Boos等，和 Pawliszyn等提出了限进介质-分子印迹的多维固相萃取概念 ,这些方法结合了限进介质固相萃取剂对大分子物质基体的去除性能和分子印迹聚合物对具体的分析物的特异萃取性能 ,因此该固相萃取材料既可消除蛋白质等大分子基体的干扰 ,又可减少其他小分子物质对分析物测定的影响。整体柱的研究是近年来分析化学研究的一个热点,该柱的最大特点是其有很高的通透性,并在高流速下仍然具有较低的反压和较高的柱效。已经有实验证明合适的整体柱可直接注射生物样品,而其分析性能不会有明显的降低。

      研究限进介质固相萃取新的实现方式 ,加强与其他样品前处理技术的融合渗透。如 Pawliszyn等最近用高温环氧胶将烷基二醇硅胶内表面反相填料粘附在固相微萃取纤维表面 ,制得限进介质固相微萃取纤维 ,并将此纤维应用到尿样中几种安定类药物的萃取和液相色谱测定 ,取得了满意的结果。他们还以管内固相微萃取 ( in2tube)的方式实现了对几种安定类药物的限进介质固相萃取和色谱测定。

      探索将限进介质固相萃取与更多的其他分离检测方法结合。如 Peterss on等将烷基二醇硅胶内表面反相填料萃取微柱与高效细管电泳在线连接 ,并将此系统应用于血浆样品中药物特布他林的测定 ,该方法富集倍数可达 7000倍 ,使用紫外检测器 ,对分析物的检出限达到了 0 . 6 nmol /L。应该继续加强限进介质固相萃取在环境、 食品分析等领域的应用研究。

（资料来源：蔡亚岐，牟世芬，分析化学，，2005，33（11）：647～1652

化学分析样品制备（8５）

第二章 萃取原理和从液体中萃取半挥发性有机物（59）

2．41  SPE 中的吸着剂（续）

免疫亲和吸着剂或免疫吸着剂（1）

      发展选择性吸着剂是为了尽可能减少共萃取的问题，常常用于基体干扰物的浓度大大高于要检测的组分时，选择性吸着剂也用于大体积样品中少量被检测物的萃取，这样可以减小被检测物的检测限。近年高选择性免疫吸着剂SPE常使用分子识别技术，例如把抗体以共价键方式固定化在固相载体上，如琼脂胶或硅胶（图 2-30）成为免疫吸着剂SPE萃去小柱或预柱进行样品进行预处理，使用免疫吸着剂可以有效地把复杂的生物和环境样品只要一步就可以达到萃取、浓缩和净化的目的。上世纪80 年代Farjam 等系统地研究了免疫吸着剂SPE，用于血液和尿液中雌激素和去甲睪酮的测定[1],抗体可以和结构相近的被检测物进行交叉反应，这一缺点有利于在SPE中应用，所以把免疫吸着剂设计为检测单一被化合物的SPE，这一技术专用于特殊类型化合物的筛选，如三嗪，苯基脲类,或多环芳烃类化合物，有选择性的抗体用于某一类化学品的萃取，之后进行HPLC或GC的分离测定。


图 2-30  免疫吸着剂和被分析物结构和作用的示意图

      免疫吸着剂实际上类似于亲和色谱的填料，亲和色谱是使用生物相互作用对有选择性的分析样品进行分离和检测，抗原-抗体之间的反应是高选择性的分子识别作用，
    Stevenson [2] 在2000年有一篇全面讲述免疫吸着剂做SPE的综述，可以作进一步的了解。

[1]. M.-C. Hennion, J. Chromatogr. A,1999, 856: 3～56 (1999)
[2]  D. Stevenson，J. Chromatogr. B, 745 (2000) 39–48]

（资料来源：“Sample Preparation Techniques in Analytical Chemistry“，Editor J. D. WINEFORDNER，2003）

化学分析样品制备（8６）

第二章 萃取原理和从液体中萃取半挥发性有机物（60）

2．41  SPE 中的吸着剂（续）

免疫亲和或免疫吸着剂（2）

免疫吸着剂的组成和制备（1）

      免疫吸着剂类似于亲和色谱固定相，亲和色谱是使用生物相互作用对有选择性的分析样品进行分离和检测，亲和色谱中的一个成功的用例就是使用抗体做选择性的配位体。亲和色谱固定相是由载体、间隔基和配位体三部分组成。
载体可用无机氧化物（如硅胶、氧化锆、氧化铝），聚合物（如苯乙烯-二乙烯基苯聚合物，聚丙烯酰胺，甲基丙烯酸酯）和生物聚合物（如琼脂糖，葡萄糖）。
间隔基大多数为直链烃，多数有双官能团，一端与载体连接另一端与配位体偶联，间隔基可以是亲水性或疏水性，也可以是多肽或蛋白质大分子。
配位体应可以和被分析或纯化的化合物分子形成特效的可逆络合物，也可以和呈现对一系列分子的组特效性，配位体自身必须具有能和间隔基连接的官能团，用做配位体的物质很多，可以是生物特效配位体、燃料配位体、金属定位离子配位体等，在免疫吸着剂中多用抗体做配位体。
免疫吸着剂的制备一般先在载体上键合适当的间隔基，再使间隔基偶联选定配位体，通过一系列固定化反应来完成免疫吸着剂的制备。

    免疫吸着剂的制备中选择配位体是关键，抗体有许许多多来源，但是通常是从羊、兔或鼠得到，一个能够产生免疫反应的化合物叫做抗原，许多相关的化合物特别是药物和农药是小分子化合物（相对分子质量小于1000)，需要偶合到一个载体蛋白质上，以便产生免疫反应。把目标化合物偶合到一个载体蛋白质上，叫做半抗原，动物的血样可用于抗体的筛选，但是要产生抗体需要几个月甚至一年，如果成功这一抗体可以用来识别目标化合物，而对复杂的基体没有反应。但有时并不能实现这一结果，这也是免疫亲和方法的缺点。常常是把要分离纯化的化合物偶合到一个载体蛋白质上，来制备免疫吸着剂。例如D. Stevenson[1]的实验室成功地制备和分离出苯基尿类农药绿麦隆（chlortoluron）和异丙隆（isoproturon）半抗原，进而制备出免疫吸着剂SPE。

[1]  D. Stevenson，J. Chromatogr. B, 745 (2000) 39–48]

参考文献：
于世林，亲和色谱方法及应用，化学工业出版社，2008

LZ《化学分析样品制备》的压缩附件，因没有pdf转换，只好用word文本。
化学分析样品制备.rar

原文由 rian01(rian01) 发表:
LZ《化学分析样品制备》的压缩附件，因没有pdf转换，只好用word文本。
化学分析样品制备.rar

哈，我帮忙转个PDF.